Высокие Технологии

Высокие Технологии
10 августа 2017

Российские ветрогенераторы выдержат суровые ветра Арктики

В Южно-Уральском государственном университете представлен проект по совершенствованию ветровых энергетических установок для обеспечения их длительного функционирования в условиях ураганных северных ветров. Наиболее оптимальным местом для эксплуатации энергетических установок, использующих силу ветра, являются мало освоенные районы арктического побережья, не имеющие разветвлённой инфраструктуры электрических сетей, присутствующей в других районах России. В этой местности электричество, полученное от ветрогенераторов, может составить достойную конкуренцию энергии вырабатываемой в результате сжигания углеводородов.

На арктическом побережье практически постоянно дуют ветра, скорость которых составляет свыше 5-7 м/с. Это условие является оптимальным для экономически обоснованного получения электрической энергии, произведенной посредством работы ветровых установок. Однако при силе ветра превышающей 11 м/с ветровые энергетические установки требуют ограничения скорости вращения лопастей и ветрового колеса. Причина заключается в возможном разрушении лопастей от высокой скорости вращения, к тому же генератор в таком режиме перегревается и перестает выдавать оптимальные результаты. Специалисты Южно-Уральского государственного университета должны были создать электромеханическую систему, обеспечивающую снижение скорости вращения ветроколеса, торможение его при достижении предельных скоростей. И российские учёные отлично справились с поставленной задачей.

На установках, работающих за рубежом, действует способ снижения мощности при помощи самого генератора. Однако этот метод ещё не отработан в реальной практике и может привести к нештатному повышению температуры обмоток ветровой силовой установки и, как следствие, к снижению её производительности или даже разрушению. При испытаниях на полуострове Канин в Арктике все ветровые установки от зарубежных производителей вышли из строя, не выдержав высокой скорости ветра. Этот факт свидетельствует о ненадёжности работы систем управления, предназначенных для небольших колебаний силы ветра и не работающих в условиях сурового российского Севера. Решить данную проблему поможет дублирующая система аварийного торможения, предложенная уральскими разработчиками.

Оригинальная техническая разработка российского университета позволяет эффективно снижать обороты ветроколеса при небольшом потреблении электричества. Сама автоматическая система управления (АСУ) создана на основе механического и электрического блоков. АСУ имеет программированные контроллеры, получающие данные от многочисленных датчиков, которые отслеживают состояние элементов ветровой энергетической установки.

По заявлению одного из разработчиков системы, предлагаемая защита окупается при первом же порыве урагана, предотвращая разрушение лопастей или ветроколеса. При этом затраты на электромеханическую АСУ всего около 3 % от стоимости всей энергетической установки, а срок работы системы предположительно около 35 лет.

Работы по изготовлению и сборке ветровых энергетических установок, имеющих большие габариты и требующие большого расхода металла, поручены предприятию оборонного ведомства, с которым уже сотрудничают разработчики из ЮУрГУ. Разработчики будут поставлять как штатные системы управления, так и электромеханические, предназначенные для работы в условиях ураганных ветров.

#Энергетика@cloudytech